高考化学一轮复习讲义第8讲　练习1　铁　铁的氧化物　铁的氢氧化物

这是一份高考化学一轮复习讲义第8讲　练习1　铁　铁的氧化物　铁的氢氧化物，共5页。
A. Fe粉能被磁铁吸引，可用作食品袋中的抗氧化剂
B. Fe2O3能与盐酸反应，可用于制作红色颜料
C. FeS难溶于水，可用于除去废水中的Cu2＋
D. K2FeO4具有强氧化性，可用作水的杀菌消毒剂
【解析】 Fe粉用作食品袋中的抗氧化剂利用的是Fe具有还原性，A错误；Fe2O3属于碱性氧化物，能与盐酸反应生成盐和水，Fe2O3制作红色颜料的原因是Fe2O3的颜色为红棕色，B错误；FeS与Cu2＋生成更难溶的CuS，C错误。
2. (2024·无锡四校期初)在指定条件下，下列有关铁单质的转化不能实现的是(B)
A. Fe(s)eq \(――→,\s\up7(少量Cl2g),\s\d5(△))FeCl3(s)
B. Fe(s)eq \(――→,\s\up7(H2Og),\s\d5(高温))Fe2O3(s)
C. Fe(s)eq \(――――→,\s\up7(过量稀硝酸))Fe(NO3)3(aq)
D. Fe(s)eq \(――→,\s\up7(CuSO4aq))FeSO4(aq)
【解析】 Fe与水蒸气高温生成Fe3O4，B错误。
3. (2024·淮安期末)利用下列装置进行实验，能达到相应实验目的的是(B)

甲 乙 丙 丁
A. 装置甲可用于由FeSO4溶液制备FeSO4·7H2O
B. 装置乙可用于实验室制备少量Fe(OH)2
C. 装置丙中滴加KSCN溶液，溶液不变红，可证明锌比铁活泼
D. 装置丁的肥皂液中产生无色气泡，可证明铁粉与水蒸气反应生成O2
【解析】 由FeSO4溶液制备FeSO4·7H2O需要在蒸发皿中蒸发浓缩然后冷却结晶，A错误；装置乙中首先滴加稀硫酸，稀硫酸和铁反应生成FeSO4和H2，H2排净装置中空气，再滴加NaOH溶液，反应生成Fe(OH)2沉淀，B正确；装置丙中滴加KSCN溶液，溶液不变红，只能说明不存在Fe3＋，但是不能证明锌比铁活泼，C错误；装置丁中铁粉和水蒸气高温生成Fe3O4和H2，D错误。
4. (2023·扬州中学)FeCl3易水解、易升华，实验室用如图所示装置制备少量FeCl3。下列有关说法正确的是(C)
A. 实验开始，先点燃酒精灯，再滴加浓盐酸
B. 实验时若Cl2不足量，则可能生成FeCl2
C. 装置丙的作用是收集FeCl3
D. 装置丁中CaCl2的作用是吸收未反应的Cl2
【解析】 实验开始，先滴加浓盐酸，利用生成的氯气排尽装置内的空气，以免铁粉与氧气发生反应，A错误；铁与氯气反应只能生成FeCl3，B错误；装置丙的作用是收集冷凝后的固体氯化铁，C正确；CaCl2与氯气不反应，CaCl2的作用是防止NaOH溶液中的水蒸气进入丙中使FeCl3水解，D错误。
5. 《新修本草》中描述“青矾”为“本来绿色，新出窟未见风者，正如琉璃……烧之赤色”。青矾加热时的反应为2(FeSO4·7H2O)eq \(=====,\s\up7(△))Fe2O3＋SO2↑＋H2SO4＋13H2O。下列说法正确的是(C)
A. 产物中含有3种非金属氧化物
B. 所得赤色物质为FeSO4
C. 反应为分解反应
D. 铁元素发生还原反应
【解析】 产物中含有SO2和H2O共2种非金属氧化物，A错误；赤色物质为Fe2O3，B错误；该反应由1种物质生成4种物质，为分解反应，C正确；反应中Fe元素由＋2价升到＋3价，失去电子，发生氧化反应，D错误。
6. (2023·海安中学)实验室由铁泥(主要成分为铁的氧化物及少量氧化钙)制备软磁性材料α-Fe2O3，其主要实验流程如图。
已知：Ksp(CaF2)＝5.3×10－9，下列有关说法错误的是(C)
A. “酸浸”时，可通过延长时间来提高铁元素浸出率
B. “还原”过程中除生成Fe2＋外，还会生成H2
C. “除杂”时，酸性条件下，更有利于Ca2＋去除
D. “沉铁”时，用氨水-NH4HCO3混合溶液代替NH4HCO3溶液，更有利于生成FeCO3沉淀
【解析】 “酸浸”时，延长时间可使铁泥与酸充分接触，使铁元素充分浸出，A正确；“酸浸”过程中酸适当过量，“还原”过程中发生的反应有2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，B正确；酸性条件下，F－与H＋生成HF，不利于CaF2沉淀，C错误；沉铁时加入NH4HCO3溶液，发生反应：Fe2＋＋2HCOeq \\al(－,3)===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O，用氨水-NH4HCO3混合溶液能促进平衡HCOeq \\al(－,3)H＋＋COeq \\al(2－,3)正向移动，生成更多的COeq \\al(2－,3)，更有利于FeCO3的生成，D正确。
7. (2024·九省联考贵州卷)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂，主要用于饮用水处理。某化学兴趣小组用废铁屑(主要成分为Fe，杂质有Al、C及油脂)制备高铁酸钠的主要流程如下。下列说法错误的是(B)
A. “碱浸”可以除去废铁屑中的油脂
B. “滤渣”的主要成分是Al和C
C. “操作Ⅰ”通入的空气可以用H2O2溶液代替
D. 若流程改为先“氧化”后“调pH”，可能会生成Cl2
【解析】 油脂在碱性条件下能水解，A正确；“滤渣”的主要成分是C，B错误；“操作 Ⅰ ”目的是将Fe2＋氧化为Fe3＋，可用H2O2作氧化剂，C正确；若先“氧化”，溶液呈酸性，FeOeq \\al(2－,4)、ClO－都能将Cl－氧化为Cl2，D正确。
8. 下列装置能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是①②③⑤(填序号)。

① ②

③ ④ ⑤
【解析】 由于Fe(OH)2在空气中很容易被O2氧化为红褐色的Fe(OH)3，想要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排尽装置中的O2或空气，装置④由于没有隔绝空气，O2能迅速将Fe(OH)2氧化，故不能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀。
9. 某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。
A B C D
(1) 仪器a的名称为分液漏斗。装置D的作用是液封，防止空气进入装置C。
(2) 实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现装置B中溶液不能进入装置C中。请为装置作一处改进，使溶液能进入装置C中：在装置A、B之间添加控制开关。
(3) 装置改进后，将装置B中反应后溶液压入装置C中，在装置C中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因：装置C内的空气没有排尽。
【解析】 (1) 仪器a的名称为分液漏斗。由于Fe(OH)2易被氧气氧化，故装置D的作用是液封，防止空气进入装置C。(2) 装置B中溶液不能进入装置C中的原因是生成的氢气沿着导管通过装置A逸出，三颈烧瓶中无法形成高压，故只需在装置A、B之间加一个控制开关。(3) 生成灰绿色沉淀说明Fe(OH)2被部分氧化，分析原因应该是装置C中的空气未排尽。
10. 以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金属硫酸盐)为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下：
(1) 焙烧过程均会产生SO2，用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为SO2＋OH－===HSOeq \\al(－,3)。
(2) 添加1% CaO和不添加CaO的矿粉焙烧，其硫去除率随温度变化曲线如图所示。
已知：多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 ℃。硫去除率＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1－\f(焙烧后矿粉中硫元素总质量,焙烧前矿粉中硫元素总质量)))×100%。
① 不添加CaO的矿粉在低于500 ℃焙烧时，去除的硫元素主要来源于FeS2。
② 700 ℃焙烧时，添加1% CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低，其主要原因是硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中。
(3) 向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，铝元素存在的形式由Na[Al(OH)4](填化学式，下同)转化为Al(OH)3。
(4) “过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，理论上完全反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)＝1∶16。
【解析】 (2) ① 已知多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 ℃，则在低于500 ℃焙烧时，去除的硫元素主要来自FeS2。② 若矿粉中添加CaO，发生反应：2CaO＋2SO2＋O2eq \(=====,\s\up7(高温))2CaSO4，硫酸钙分解温度高，不易分解，留在矿粉中，使得硫去除率降低。(3) 碱浸时，矿粉中的Al2O3与NaOH溶液反应生成可溶性的Na[Al(OH)4]进入滤液中，向滤液中通入过量CO2，发生反应：Na[Al(OH)4]＋CO2===Al(OH)3↓＋NaHCO3，铝元素存在的形式由Na[Al(OH)4]转化为Al(OH)3。(4) 根据反应：xFeS2＋yFe2O3―→Fe3O4＋2SO2，根据得失电子守恒，列式：xeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(8,3)－2))＋2x[4－(－1)]＝2yeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(3－\f(8,3)))，解得x∶y＝1∶16，即n(FeS2)∶n(Fe2O3)＝1∶16。
11. (2024·扬州期末)磁性Fe3O4在污水处理中有广泛的用途。利用废铁屑(主要成分为Fe，及少量Fe2O3和Cu)制备Fe3O4的一种流程如下：
(1) “过滤”后所得滤渣的成分是铜(或Cu)；滤液中不含Fe3＋，原因是2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋(或2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋)(用离子方程式表示)。
(2) “氧化”过程中H2O2的实际用量大于理论用量，原因是H2O2分解。
(3)H2O2在Fe3O4表面产生HO· (羟基自由基)的原理如图所示。
① 相同条件下，HO·与OH－中氧化性较强的是HO·。
② 酸性条件下，Fe2＋与H2O2反应生成HO·的离子方程式为Fe2＋＋H2O2＋H＋===Fe3＋＋H2O＋HO·。
(4)取10.00 mL“过滤”后所得滤液，加水稀释到100.00 mL，取20.00 mL稀释后的溶液于锥形瓶中，滴加0.020 0 ml/L酸性KMnO4溶液，当恰好完全反应时消耗酸性KMnO4 溶液30.00 mL。计算滤液中Fe2＋的物质的量浓度(写出计算过程)。
n(MnOeq \\al(－,4))＝0.02 ml/L×0.03 L＝6×10－4 ml，根据关系式：5Fe2＋～ MnOeq \\al(－,4)，滤液中n(Fe2＋)＝6×10－4 mL×eq \f(100 mL,20 mL)×5＝1.5×10－2 ml, c(Fe2＋)＝eq \f(1.5×10－2 mL,10.00×10－3 L)＝1.5 ml/L
【解析】 (1) Fe、Fe2O3都能溶于硫酸，滤渣是Cu。Fe、Cu都能与Fe3＋反应，滤液中不含Fe3＋。(2) Fe3＋能催化H2O2分解，故“氧化”过程中H2O2实际用量大于理论用量。(3) ① HO·与OH－中O分别为－1价和－2价，HO·氧化性较强。